RU2622120C1 - Способ получения импрегнированного сорбента - Google Patents
Способ получения импрегнированного сорбента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622120C1 RU2622120C1 RU2016127628A RU2016127628A RU2622120C1 RU 2622120 C1 RU2622120 C1 RU 2622120C1 RU 2016127628 A RU2016127628 A RU 2016127628A RU 2016127628 A RU2016127628 A RU 2016127628A RU 2622120 C1 RU2622120 C1 RU 2622120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- impregnating
- lanthanum
- sorbent
- ion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства сорбционно-активных материалов. Предложен способ получения импрегнированного сорбента, включающий приготовление пропиточного раствора, импрегнирующей добавки, пропитку основы, вылеживание и термообработку. В качестве основы используют ионно-обменную смолу с суммарным объемом пор 0,80-0,87 см3/г. В качестве импрегнирующей добавки используют тонкоизмельченный активный уголь с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм. Термообработку осуществляют при температуре 70-78°С. Изобретение позволяет получать импрегнированный сорбент для извлечения из водных растворов редкоземельного элемента лантана, имеющий сорбционную активность по лантану 120-140 мг/г. 3 пр.
Description
Изобретение относится к области производства сорбционно-активных материалов, которые могут быть использованы в процессах гидрометаллургии, а также для решения задач очистки сточных вод от тяжелых металлов.
Известен способ получения углеродно-минерального сорбента, включающий смешение цеолита, активного угля, бинтонитовой глины и диоксида марганца до образования однородной пасты, ее грануляцию и термообработку при 600-750°C с последующей пропиткой термообработанных гранул водной суспензией фенолформальдегидной смолы марки СФ 432-А, вылеживание гранул с последующим прокаливанием при температуре 750°C в потоке диоксида углерода в течение 60 мин (см. пат. РФ №2122893, кл. B01J 20/16, 18, 20, B01J 23/32, опубл. 10.12.1998 г.).
Недостатком известного способа является сложность осуществления технологического процесса и значительный объем в составе сорбента различных ингредиентов.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения импрегнированного сорбента-катализатора, включающий приготовление пропиточного раствора, пропитку зерен основы - активного угля с суммарным объемом пор 0,9-1,2 см3/г, каталитическими добавками меди, хрома, серебра и ТЭДА, вылеживание и термообработку при температуре 80-110°C со скоростью подъема температуры 1-3°C в минуту (см. пат. РФ №2195365, кл. 13 01J 20/20, C01B 31/08).
Недостатком известного способа является низкая сорбционная активность получаемого сорбента по извлечению из сложного раствора редкоземельного элемента лантана.
Техническим результатом (целью изобретения) является повышение сорбционной активности сорбента по извлечению редкоземельного элемента лантана из растворов.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим приготовление пропиточного раствора, импрегнирующей добавки, пропитку основы, вылеживание и термообработку, отличающимся тем, что в качестве основы используют ионно-обменную смолу с суммарным объемом пор 0,80-0,87 см3/г, а в качестве импрегнирующей добавки используют тонкоизмельченный активный уголь с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм, а термообработку осуществляют при температуре 70-78°C.
Отличие предложенного способа от прототипа заключается в том, что в качестве основы используют ионно-обменную смолу с суммарным объемом пор 0,80-0,87 см3/г, а в качестве импрегнирующей добавки используют тонкоизмельченный активный уголь с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм, а термообработку осуществляют при температуре 70-78°C.
Из научно-технической патентной литературы авторам неизвестен способ получения импрегнированного сорбента, где в качестве основы используют ионно-обменную смолу с суммарным объемом пор 0,80-0,87 см3/г, а в качестве импрегнирующей добавки используют тонкоизмельченный активный уголь с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм, а термообработку осуществляют при температуре 70-78°C.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Ионно-обменные смолы имеют в своем составе функциональные группы, которые селективно извлекают из сложного раствора те или иные ионы металлов за счет обратимого химического взаимодействия. Однако, если извлекаемый металл, в нашем случае лантан, входит в состав органо-минерального комплекса, который безусловно присутствует в растворах подземного выщелачивания урана, то они функциональными группами ионно-обменной смолы не сорбируются. С другой стороны, такие комплексы эффективно сорбируются в микропористой структуре активного угля.
Поэтому получение сорбента, совмещающего ионно-обменную способность к лантану с его адсорбционным извлечением микропорами активного угля, позволяет суммарно существенно повысить сорбционную активность комбинированного сорбента по извлечению лантана из сложных растворов. При этом технологические параметры процесса и оптимизации пористой структуры активного угля могут быть только экспериментально. Способ осуществляется следующим образом.
Берут активный уголь БАУ-А (ГОСТ 6217-74) с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм, и обладающий объемом микропор 0,21-0,24 см3/г и осуществляют его размол на мельнице «RESHT» до размеров частиц 3-5 мкм. Затем готовят пропиточный раствор, добавляя в дистиллированную воду тонкоразмолотый активный уголь (АУ) при постоянном перемешивании, обеспечивая весовое соотношение твердое: жидкое, равное 1:4. Затем берут ионообменную смолу (ИС) марки АМ-2Б (ОСТ 95.291-86) с размером гранул 0,63-1,60 мм, имеющую суммарный объем пор (VΣ), равный 0,80-0,87 см3/г, причем на долю макропор с размером более 2000 нм приходится 0,45-0,52 см3/г, и дозируют ее в пропиточный раствор при постоянном перемешивании, которое проводят в течение 20-40 мин с помощью механической мешалки. Импрегнированные таким образом гранулы выкладывают на противень и вылеживают в течение 1-2 часов, после чего подвергают обработке при 70-78°С, добиваясь полного испарения воды. Полученный импрегнированный сорбент тестируют на сорбционную активность по извлечению лантана из водного раствора. Сорбционную активность определяют по изменению концентрации лантана в растворе после 30 мин контакта при перемешивании: от исходной C0=20 мг/л до остаточной после 30 мин контакта. Полученный по предлагаемому способу импрегнированный сорбент имел сорбционную активность по лантану 120-140 мг/г.
Пример 1. Берут 100 г активного угля БАУ-А с размером микропор, имеющих полуширину 0,56 нм, и обладающего объемом микропор 0,21-0,24 см3/г и осуществляют его размол на мельнице «RESHT» до размеров частиц 3-5 мкм (3-5⋅10-6 м). Затем заливают в колбу 400 мл дистиллированной воды и добавляют туда при постоянном перемешивании 100 г тонкоразмолотого АУ, обеспечивая весовое соотношение твердое: жидкое, равное 1:4. Затем берут 700 г ионообменной смолы АМ-2Б, имеющей суммарный объем пор 0,80 см3/г, и дозируют ее в пропиточный раствор при постоянном перемешивании, которое проводят в течение 20-40 мин с помощью механической мешалки. Импрегнированные гранулы выкладывают на противень из нержавеющей стали и вылеживают в течение 1-2 часов, после чего подвергают термообработке в сушильном шкафу при 70°C до полного испарения воды, обеспечивая закрепление тонкоразмолотого АУ в макропорах ионообменной смолы. Полученный импрегнированный сорбент имел сорбционную активность по лантану 120 мг/г.
Пример 2. Осуществление процесса как в примере 1 за исключением того, что берут уголь БАУ-А с размером микропор, имеющих полуширину 0,60 нм, используют для пропитки смолу АМ-2Б с суммарным объемом пор 0,87 см3/г и термообработку проводят при температуре 78°C. Полученный импрегнированный сорбент имел сорбционную активность по лантану 132 мг/г.
Пример 3. Осуществление процесса как в примере 1 за исключением того, что берут активный уголь БАУ-А с размером микропор, имеющих полуширину 0,58 нм, используют для пропитки смолу АМ-2Б с суммарным объемом пор 0,85 см3/г и термообработку проводят при температуре 75°C. Полученный импрегнированный сорбент имел сорбционную активность по лантану 140 мг/г.
В аналогичных условиях испытания импрегнированный сорбент, полученный по известному способу (пат. РФ №2195365), имел сорбционную активность по лантану при извлечении его из водного раствора 56-70 мг/г.
Исследования, выполненные при разработке предлагаемого способа, позволили установить следующее. Если суммарный объем пор у ионообменной смолы ниже 0,80 см3/г, то значительная часть импрегнанта - тонкоразмолотого АУ осаждается на поверхности гранул смолы и экранирует ионообменные группы, а если VΣ у ионообменной смолы выше 0,87 см3/г, то ее прочность снижается и она измельчается в процессе перемешивания, что в обоих случаях снижает сорбционную активность импрегнированного сорбента.
В случае если микропоры АУ имеют размер с полушириной менее 0,56 нм, то они становятся недоступными для ионов лантана, а с другой стороны, если их размер имеет полуширину более 0,60 нм, то снижается адсорбционный потенциал микропор и в обоих случаях падает сорбционная активность импрегнированного сорбента.
Относительно температуры термообработки установлено, что если она ниже 70°C, то значительно увеличивается время термообработки, а также имеет место слабое закрепление импрегнанта - тонкоразмолотого АУ на поверхность макропор смолы, а если температура термообработки выше 78°C, происходит оплавление ионообменной смолы и также в обоих случаях снижается сорбционная активность импрегнированного сорбента.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение заявленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.
Claims (1)
- Способ получения импрегнированного сорбента, включающий приготовление пропиточного раствора, импрегнирующей добавки, пропитку основы, вылеживание и термообработку, отличающийся тем, что в качестве основы используют ионно-обменную смолу с суммарным объемом пор 0,80-0,87 см3/г, а в качестве импрегнирующей добавки используют тонкоизмельченный активный уголь с размером микропор, имеющих полуширину 0,56-0,60 нм, а термообработку осуществляют при температуре 70-78°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016127628A RU2622120C1 (ru) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Способ получения импрегнированного сорбента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016127628A RU2622120C1 (ru) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Способ получения импрегнированного сорбента |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622120C1 true RU2622120C1 (ru) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016127628A RU2622120C1 (ru) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Способ получения импрегнированного сорбента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622120C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752319C1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-07-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии" (ФГБНУ ВНИИФ) | Способ получения закрепленного на активном угле гербицида |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU833307A1 (ru) * | 1978-03-31 | 1981-05-30 | Организация П/Я А-1521 | Способ обработки сорбента |
RU2071826C1 (ru) * | 1992-10-19 | 1997-01-20 | Акционерное общество закрытого типа "Экофор" | Способ получения модифицированного адсорбента |
JPH11226570A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-24 | Sharp Corp | 浄水器 |
RU2195365C1 (ru) * | 2002-01-15 | 2002-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" | Способ изготовления сорбента-катализатора |
RU2221641C2 (ru) * | 2002-04-08 | 2004-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Бактерицидная добавка для сорбента и сорбент для очистки воды |
WO2005058482A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Calgon Carbon Corporation | Adsorbents for removing heavy metals and methods for producing and using the same |
US20050150835A1 (en) * | 2001-08-27 | 2005-07-14 | Vo Toan P. | Adsorbents for removing heavy metals and methods for producing and using the same |
RU2339584C1 (ru) * | 2007-06-05 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ очистки отработанной воды от ионов тяжелых металлов в производстве баллиститного пороха |
-
2016
- 2016-07-08 RU RU2016127628A patent/RU2622120C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU833307A1 (ru) * | 1978-03-31 | 1981-05-30 | Организация П/Я А-1521 | Способ обработки сорбента |
RU2071826C1 (ru) * | 1992-10-19 | 1997-01-20 | Акционерное общество закрытого типа "Экофор" | Способ получения модифицированного адсорбента |
JPH11226570A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-24 | Sharp Corp | 浄水器 |
US20050150835A1 (en) * | 2001-08-27 | 2005-07-14 | Vo Toan P. | Adsorbents for removing heavy metals and methods for producing and using the same |
RU2195365C1 (ru) * | 2002-01-15 | 2002-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" | Способ изготовления сорбента-катализатора |
RU2221641C2 (ru) * | 2002-04-08 | 2004-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Бактерицидная добавка для сорбента и сорбент для очистки воды |
WO2005058482A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Calgon Carbon Corporation | Adsorbents for removing heavy metals and methods for producing and using the same |
RU2339584C1 (ru) * | 2007-06-05 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ очистки отработанной воды от ионов тяжелых металлов в производстве баллиститного пороха |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752319C1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-07-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии" (ФГБНУ ВНИИФ) | Способ получения закрепленного на активном угле гербицида |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guan et al. | Removal of strontium (II) ions by potassium tetratitanate whisker and sodium trititanate whisker from aqueous solution: equilibrium, kinetics and thermodynamics | |
Du et al. | Ammonia removal from aqueous solution using natural Chinese clinoptilolite | |
Fasfous et al. | Uranium (VI) sorption by multiwalled carbon nanotubes from aqueous solution | |
Das et al. | Defluoridation of drinking water using activated titanium rich bauxite | |
CN105601850A (zh) | 一种应用于重金属吸附的氧化石墨烯复合凝胶的制备方法 | |
Fasfous et al. | Kinetics, equilibrium and thermodynamics of the sorption of tetrabromobisphenol A on multiwalled carbon nanotubes | |
Erdoğan et al. | Optimization of nickel adsorption from aqueous solution by using activated carbon prepared from waste apricot by chemical activation | |
Ferreira et al. | Effect of solution pH on the removal of paracetamol by activated carbon of dende coconut mesocarp | |
CN105921118B (zh) | 具有纳米孔结构的海藻酸钠/羟基磷灰石复合凝胶及其制备方法和应用 | |
CN102527331B (zh) | 一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂及其制备方法和应用 | |
Arivoli et al. | Kinetic, mechanistic, thermodynamic and equilibrium studies on the adsorption of Rhodamine B by acid activated low cost carbon | |
CN102553533A (zh) | 活性炭纤维负载金属的复合除磷吸附剂制备方法 | |
CN102784624A (zh) | 一种炭包覆磁性吸附材料的制备方法及其用途 | |
Prabhu et al. | Chemistry of defluoridation by one-pot synthesized dicarboxylic acids mediated polyacrylamide–zirconium complex | |
Krys et al. | Encapsulation of ammonium molybdophosphate and zirconium phosphate in alginate matrix for the sorption of rubidium (I) | |
CN103357375A (zh) | 除去水体中有机污染物的磁性介孔氧化硅吸附剂及其制备与应用 | |
Leduc et al. | Phosphate adsorption onto chitosan-based hydrogel microspheres | |
RU2622120C1 (ru) | Способ получения импрегнированного сорбента | |
Chen et al. | Synthesis of activated carbon-based amino phosphonic acid chelating resin and its adsorption properties for Ce (III) removal | |
Li et al. | The impact of humic acid on metaldehyde adsorption onto powdered activated carbon in aqueous solution | |
El-Shahawi et al. | Kinetics and thermodynamic characteristics of cadmium (II) sorption from water using procaine hydrochloride physically impregnated polyurethane foam | |
Arivoli et al. | Kinetics of batch adsorption of iron (II) ions from aqueous solution using activated carbon from Strychnos nux-vomica L | |
CN104148004A (zh) | 一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法 | |
CN116532094A (zh) | 一种磷钼酸铵树脂颗粒及其制备方法和应用 | |
Duan et al. | Fluoride adsorption properties of three modified forms of activated alumina in drinking water |